Circuits Imprimés
Par Charles Combes, jeudi 15 mars 2007 à 10:52
SOMMAIRE
1. Qu'est-ce qu'un circuit imprimé ?
Un circuit imprimé est une plaque sur laquelle se trouve des pistes de cuivre reliant plusieurs composants électroniques. Toutes les cartes professionnelles sont des circuits imprimés avec plus ou moins de couches, de 1 (simple face) à plus de 20 couches superposées. Voici le dernier circuit que j'ai réalisé pour le minuteur d'arrosage automatique.
Circuit imprimé du minuteur |
2. Dessiner un typon
La réalisation du typon est une étape délicate dans un projet, mais une étape qui peut faire passer votre projet de bidouille crade à un truc vraiment classe, dans une boite avec un beau tic-tic ON-OFF. Avant tout, il faut être sur que son montage fonctionne et ensuite il faut avoir un vrai schéma électrique de votre montage. Dans l'idéal, le schéma a été fait avant le montage, mais je sais très bien que ça ne se passe pas souvent comme ça.
Une fois, le schéma fait, le montage fonctionnel, il faut utiliser un logiciel de typon. Les plus connus sont EAGLE et ORCAD. Personnellement, je préfère de loin EAGLE qui est beaucoup plus simple, mais les professionnels préféreront peut-etre Orcad qui permet en plus de faire des simulations de circuits.
Schéma sous EAGLE |
L'interet de ces deux logiciels est qu'ils vérifient la cohérence entre le typon réalisé et le schéma.Ils possèdent également des fonctions d'"autoroutage" qui permettent de laisser le logiciel faire les pistes entre les composants. Cette méthode est rapide mais donne souvent des résultats moyens qu'il faut corriger à la main. Donc autant faire tout a la main, pour maîtriser son dessin de A jusqu'a Z.
Layout sous EAGLE |
Au départ, une plaque vierge est une plaque composé de 3 couches :
- Une couche de résine présensibilisé
- Une couche de cuivre conducteur
- Une couche d'époxy ou de Bakélite isolant.
La réalisation d'un circuit se déroule en 4 étapes importantes.
- L'insolation
- La révélation
- La gravure
- Le nettoyage
3. L'insolation
L'insolation consiste à envoyer des UVs sur certaines parties de la plaque. Les parties isolées disparaîtront lors de la révélation et il ne restera plus que les parties qui étaient cachées par un masque.
Je vais vous présenter l'isoleuse que j'ai fabriqué. Elle est né dans un ancien scanner qui avait fait son temps. Elle est composé de 4 tubes UV (dispo chez selectronic) de 2 ballasts et de deux starters de 110V.
Scanner isoleuse maison |
Avant de procéder à l'insolation, il faut imprimer votre typon en noir et blanc sur du papier transparent. Le mieux est d'utiliser une imprimante laser pour que les pistes (en noir) soit bien opaques. Cependant, une imprimante jet d'encre fonctionne également, mais veiller à la mettre en impression optimale en au moins 600 dpi.
Pour insoler, il faut enlever le plastique protecteur de la plaque d'epoxy et mettre le coté imprimé du transparent en contact avec la plaque. Vérifiez que vous êtes dans le bon sens, c'est à dire que les écritures sous à l'endroit (par exemple).
Schéma de placement de la feuille sur la plaque |
Le temps de l'insolation varie en fonction de la puissance des néons. Personnellement, 2 minutes me suffisent. Plus vous laisserez longtemps, plus la révélation sera rapide, mais plus vous avez de risque d'avoir des pistes floues.
4. La révélation
La révélation est un bain de soude dans laquel on laisse tremper la plaque insolée. ATTENTION, la soude est un produit dangereux. Une goutte dans les yeux peut avoir de grave conséquence. Pour éviter cela, équipez vous correctement :
Gants, masque et lunettes obligatoires !!!! |
Vérifiez bien que vous n'avez pas de trous dans vos gants sinon, votre doigt va se dessécher et devenir tout blanc. La couche supérieur de l'épiderme aura été rongé et sera morte. Je parle d'expérience. Mais ne vous inquiétez pas, le peau, ça repousse ;-). Encore faut-il s'en rendre compte suffisamment tôt !!
Pour réaliser votre bain de soude, il vous faut un sachet de soude en grain (dispo chez lextronique pour 3 euros max) une bouteille d'eau et une bassine. Versez les grains dans 1 litre d'eau et attendez quelques heures avant de l'utiliser.
Bassine et sachet de révélateur |
Versez votre soude dans la bassine puis mettez la plaque précédemment isolée. Une espèce d'encre bleue se dissout dans le liquide et le circuit commence a apparaître. Normalement, lorsque la révélation est terminée, vous devriez avoir les pistes en bleue et le reste en cuivre. Si il reste du bleu sur ailleurs que sur les pistes, prenez un chiffon très doux et non pelucheux et frottez délicatement pour ne pas rayer les pistes. Désormais, on peut considérer que les pistes bleues sont protégés par la résine et que le reste peut être enlevé. Place donc à la gravure.
5. La gravure
La gravure utilise du perchlorure de fer. C'est un acide qui attaque les métaux et notamment le cuivre. Ça tombe bien, n'est-ce pas ?
Bouteille de perchlorure de fer |
Une graveuse correct est un bac qui possède un bulleur et une résistance chauffante. Ces deux éléments accélèrent grandement le temps de gravure, mais ils ne sont pas indispensables si vous êtes patient. Il est très facile de s'en fabriquer une avec un bulleur d'aquarium et sa résistance chauffante. Personnellement, je n'utilise pas de résistance et mon temps de gravure est de 6 à 15 minutes. De plus, sachez que si votre perchlorure est trop chaud (>45°C de mémoire), il dégage un gaz qui peut être très dangereux. C'est d'ailleurs le fameux gaz qui fut utilisé pendant la première guerre mondiale sous le nom de Gaz Moutarde. Maintenant, vous êtes prévenus.
Bac et bulleur d'aquarium |
Une fois la gravure terminé, vous obtenez ceci.
Plaque avant nettoyage (pistes bleues) |
6. Le nettoyage
Le nettoyage permet d'enlever la couche de résine qui reste sur les pistes. Pour cela, utilisez de l'acétone avec un chiffon doux. On obtient pour finir une belle plaque avec des pistes cuivrées.
Plaque après nettoyage (pistes cuivrées) |
Et voila, vous avez un beau circuit imprimé vachement plus professionnel qu'une plaque d'essai.
J'espère que ce tutorial vous aura aidé . Si vous avez des questions n'hésitez pas !!